【摘 要】
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为分析全装配式(Fully precast concrete简称为FPC)框架结构抗连续倒塌性能,本文在两个全装配式试件(PC1、PC2)和一个现浇试件(RC)的中柱移除静力试验及动力试验的基础上,利用OpenSees有限元软件建立三个子结构宏模型,对比分析试验结果与校验结果,继而设计了两栋七层全装配式框架结构(PC1-Frame、PC2-Frame)和一栋现浇框架结构(RC-Frame),采用拆
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为分析全装配式(Fully precast concrete简称为FPC)框架结构抗连续倒塌性能,本文在两个全装配式试件(PC1、PC2)和一个现浇试件(RC)的中柱移除静力试验及动力试验的基础上,利用OpenSees有限元软件建立三个子结构宏模型,对比分析试验结果与校验结果,继而设计了两栋七层全装配式框架结构(PC1-Frame、PC2-Frame)和一栋现浇框架结构(RC-Frame),采用拆除构件法和基于随机Pushdown-矩法的整体可靠度分析方法对其进行抗连续倒塌承载能力、可靠度以及鲁棒性的评估。本文主要进行了以下几方面的研究:(1)利用OpenSees平台建立了两个装配式节点宏模型以及现浇节点宏模型,选择合适的材料本构模型与非线性梁柱单元,建立梁、柱截面恢复力模型,再根据装配式节点的构造特征与受力特性模拟其牛腿及螺栓-插梢杆的作用。并将数值模拟结果与框架结构抗连续倒塌静动载试验进行了分析对比。结果表明,有限元计算.数值与试验.数值能吻.合较好,提出的建模方法可应用于装配式结构的连续倒塌问题研究。(2)基于校验好的全装配式节点模型,建立起七层四跨的两栋全装配式框架结构及与之对比的一栋现浇结构。利用拆除构件法对三个框架结构进行不同工况的拆柱之后的瞬时动力反应分析,然后对结构做非线性静力分析以进一步了解结构的抗连续倒塌机制,最后利用基于等能量原理的简化动力分析方法转化了非线性静力分析的抗力曲线,得到结构的非线性动.力响应及动力.放大.系数,从而对不同拆柱工况下的全装配式和现浇框架结构的整体抗连续倒塌能力进行评估。(3)基于结构整体可靠度的理念,利用结构极限承载能力与结构所受总荷载之差构建结构的全局功能函数,采用基于Nataf变换的点估计法(也称为改进的点估计法IPEM)进行影响结构承载能力的随机变量的抽样,将IPEM方法与非线性静力分析Pushdown方法结合,最后利用高阶矩法可计算完整结构和损伤结构的可靠度指标,从而对整体结构的可靠性进行安全评定。(4)从承载力和可靠度两方面对结构鲁棒性进行定量的评估,在承载力方面,计算最不利情况A轴线各层柱失效时结构的鲁棒性指标;在可靠度方面,计算了在不同矩法下各结构的鲁棒性指标。通过鲁棒性指标定量地分析比较了全装配式结构和现浇结构的抗连续倒塌能力。
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